Ion Nikel dan Kromium yang Terlepas dari Braket Ortodonti Stainless Steel Pada Perendaman Dalam Saliva Buatan (in Vitro) Chapter III VI
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang dilakukan secara in
vitro.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
3.2.1 Tempat Penelitian
Pelaksanaan analisa kandungan unsur dari braket dengan XRF dilakukan di
Laboratorium Sentra Teknologi Polimer (STP), Tangerang. Pelaksanaan proses
perendaman dan pengujian menggunakan mesin ICP dilakukan di Laboratorium
Kesehatan Daerah, Medan.
3.2.2 Waktu Penelitian
Pelaksanaan penelitian diperkirakan selama 6 bulan, dimulai dari bulan Mei
sampai Oktober 2015.
3.3 Sampel dan Besar Sampel Penelitian
3.3.1 Sampel Penelitian
Sampel pada penelitian ini adalah braket SS setengah lengkung maksila (braket
I1, I2, C, P1 dan P2) yaitu: braket SS bernikel (Protect, China) dan braket SS nickelfree (Orthoclassic, Jerman).
Kriteria inklusi dari sampel penelitian :
1. Sudah diuji komposisinya.
Universitas Sumatera Utara
2. Braket belum pernah digunakan.
Kriteria eksklusi dari sampel penelitian :
1. Braket cacat/rusak
3.3.2 Besar Sampel
Pada penelitian ini digunakan perhitungan besar sampel mengikuti metode
Frederer dengan rumus sebagai berikut berdasarkan rumus berikut (Hanafiah, 2003):
(t-1) (r-1) ≥ 15
Keterangan :
t = jumlah perlakuan
r = jumlah ulangan
dalam rumus ini akan digunakan t = 8, karena menggunakan 8 kelompok perlakuan,
maka jumlah sampel (r) minimal tiap kelompok ditentukan sebagai berikut:
(t-1) (r -1) ≥ 15
(7-1) (r -1) ≥ 15
7r ≥ 22
r ≥ 3,1
Dari hasil di atas, jumlah sampel minimal untuk tiap kelompok adalah sebanyak
3 sampel, pada penelitian ini diambil 5 sampel pada tiap kelompok, sehingga jumlah
sampel 40 sampel.
Universitas Sumatera Utara
3.4 Variabel Penelitian
3.4.1 Variabel Bebas
1. Braket SS bernikel (Protect, Cina) dan braket SS nickel-free (Orthoclassic,
Jerman).
3.4.2 Variabel Terikat
1. Jumlah ion nikel yang terlepas
2. Jumlah ion kromium yang terlepas
3.4.3 Variabel Terkendali
1. Suhu perendaman saliva buatan (Inkubator 37 °C)
2. Waktu perendaman sampel braket
dan pelepasan ion pada 1,2,3 dan 4
minggu
3. Saliva buatan dengan pH 6,75
4. Jenis braket
3.4.4 Variabel Tak Terkendali
1. Metode pembuatan braket
Universitas Sumatera Utara
3.5 Definisi Operasional Variabel Penelitian
Tabel 3.1 Definisi Operasional Variabel Penelitian, Alat Ukur, dan Satuan Ukuran
Variabel
Variabel Bebas:
1. Braket SS
bernikel (Protect,
Cina) dan braket
SS nickel-free
(Orthoclassic,
Jerman)
Defenisi Operasional
Variabel Terkendali:
1.Inkubator
2.Waktu
perendaman
3. pH saliva buatan
4. Jenis braket
Variabel Tak
Terkendali:
1. Metode
pembuatan braket
Skala
Ukur
ICP
Numerik
ICP
Numerik
1.Braket SS yang terbuat dari
logam SS yang digunakan
dalam perawatan ortodonti.
Variabel Terikat:
1. Ion nikel yang 1.Konsentrasi/ kadar ion nikel
terlepas.
yang dilepaskan oleh braket SS
bernikel dan nickel-free yang
terlarut dalam saliva buatan.
2. Ion kromium
yang terlepas.
Alat Ukur
2.Konsentrasi / kadar ion
kromium yang dilepaskan oleh
braket SS bernikel dan nickelfree yang terlarut dalam saliva
buatan.
1.Suatu alat yang berbentuk
kotak/kamar yang digunakan
untuk menjaga agar suhu
perendaman tetap pada kisaran
37 °C.
2.Waktu yang digunakan untuk
merendam sampel ke dalam
saliva buatan, yaitu 1, 2, 3 dan
4 minggu.
3.pH saliva buatan yang
digunakan untuk merendam
sampel, yaitu pH 6,75.
4.Jenis braket yang didasarkan
pada bahan pembuat braket.
37 °C
Minggu
1, 2, 3 dan
4 minggu
pH meter
pH 6,75
1.Cara produsen dalam
pembuatan braket ortodonti
Universitas Sumatera Utara
3.6. Alat dan Bahan Penelitian
3.6.1 Alat Penelitian
1. Alat XRF untuk menguji komposisi kandungan unsur braket
2. pH meter
3. Pipet ukur
4. Tabung reaksi
5. Pinset
6. Inkubator dengan temperatur 37 °C
7. Alat ukur konsentrasi ion logam ICP
3.6.2 Bahan Penelitian
1. Braket SS setengah lengkung maksila (braket I1, I2, C, P1 dan P2).
2. Saliva buatan komposisi Fusayama (hal 16) dengan pH 6,75
3. Aluminium foil
Gambar 3.1 Braket bernikel (Protect)
Gambar 3.2 Braket nickel-free (Orthoclassic)
Universitas Sumatera Utara
3.7 Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini merupakan kombinasi dari penelitian Park dan Lee (1989) yang
mengukur kadar pelepasan dalam simulasi peranti ortodonti yang mencakup separuh
lengkung mandibula dan penelitian Sfondrini dkk (2008) yang meneliti pelepasan ion
kromium pada braket stainless steel konvensional, recycled dan braket stainless steel
nickel-free.
3.7.1 Persiapan Penelitian
1. Sampel braket dipilih setengah lengkung maksila (braket I1, I2, C, P1, P2) dari
braket SS bernikel dan braket SS nickel-free.
2. Sampel braket kemudian dimasukkan dalam tabung reaksi yang berisi saliva
buatan dengan pH 6,75. Tiap 1 tabung reaksi terdiri dari 5 sampel braket dengan
larutan saliva buatan 25 ml. Tabung reaksi disimpan dalam inkubator dengan
temperatur dijaga 37 °C (gambar 3.3).
3. Pada minggu ke-1, 2, 3 dan 4, sampel larutan saliva buatan dari tiap tabung
dari seluruh kelompok diambil untuk diperiksa pelepasan ion nikel dan kromium
melalui Inductively Couple Plasma (ICP).
Gambar 3.3 Sampel dalam tabung reaksi dimasukkan ke inkubator
Universitas Sumatera Utara
3.7.2 Tahap Uji menggunakan ICP
Preparasi Sampel
a. Dimasukkan 25 ml larutan sampel yang sudah dikocok sampai homogen ke
dalam beaker glass 50 ml.
b. Ditambahkan 5 ml asam nitrat pekat.
c. Dipanaskan perlahan-lahan dengan menggunakan pemanas listrik hingga sisa
volume saliva buatan ± 15 ml.
d. Larutan saliva buatan didinginkan dan dipindahkan ke dalam gelas ukur 50
ml, bilas beaker glass dengan aqua destilasi 3 x, lalu dimasukkan ke dalam gelas
ukur, sampai batas 25 ml.
e. Kemudian disaring menggunakan kertas saring Whatman 41, larutan siap
dianalisa dengan menggunakan alat ICP.
Pembuatan larutan blanko
Dibuat blanko berupa 25 ml aqua destilasi yang diasamkan dengan asam nitrat
pekat hingga pH 2.
Pembuatan larutan standar Ni dan Cr 100 ppm
a. Dipipet 10 ml larutan induk Ni dan Cr 1000 ppm ke dalam labu ukur 100 ml
dan ditepatkan dengan aqua destilasi sampai tanda batas.
Pembuatan larutan standar Ni dan Cr 10 ppm
a. Dipipet 10 ml larutan Ni dan Cr 100 ppm ke dalam labu ukur 100 ml dan
ditepatkan dengan aqua destilasi sampai tanda batas.
Universitas Sumatera Utara
Pembuatan larutan standar Ni dan Cr 0.5 ; 1 ; 2 ; 3 ppm
a. Dipipet 5, 10, 20, 30 ml larutan baku Ni dan Cr 10 ppm masing-masing ke
dalam labu ukur 100 ml dan ditepatkan dengan aqua destilasi sampai tepat tanda batas
sehingga didapat konsentrasi Ni dan Cr.
Prosedur dan Pembuatan Kurva Kalibrasi
a. Diukur masing-masing intensitas larutan standar Ni dan Cr 0.5; 1; 2; 3 ppm
dengan ICP pada panjang gelombang (λ) 230.299 nm untuk Ni dan panjang
gelombang (λ) 283.563 nm untuk Cr.
Pengukuran Konsentrasi Sampel
Hasil preparasi sampel diukur dengan ICP pada panjang gelombang (λ) 230.299
nm. untuk Ni dan panjang gelombang (λ) 283.563 nm untuk analisa Cr.
Instruksi Kerja ICP
Dioptimalkan ICP sesuai dengan petunjuk penggunaan alat, kemudian diukur
masing-masing larutan kerja yang telah dibuat dan kurva kalibrasinya dibuat untuk
mendapatkan persamaan garis regresi. Kemudian dilanjutkan dengan pengukuran
sampel saliva buatan yang telah disiapkan dengan alat ICP.
Adapun instruksi kerja menggunakan ICP adalah sbb:
1. Tabung gas dibuka dan dipastikan tekanan menuju ke ICP 80-90 Psi.
2. Exhaust System dihidupkan
3. Handle diputar ke posisi on
4. ICP dihidupkan
Universitas Sumatera Utara
5. PC dihidupkan dan dipilih ICP Expert II dengan double klik pada ikon ICP
Expert II
6. Ikon Instrument di-klik
7. Water Cooler dihidupkan, ditunggu 2-5 menit agar stabil pada 24°C
8. Pada halaman instrument setup, dipilih Argon OK, Water Cooler Flow OK
9. Ujung selang penghisap sampel ditempatkan pada aquadest
10. Plasma dinyalakan dengan klik ikon Plasma On, ditunggu hingga plasma
menyala.
11. Halaman Instrument Setup ditutup
12. Worksheet di halamanICP Expert II di-klik.
13. Di-klik new, lalu di-klik pada server Varian, dipilih VAIMD_Sample
14. Nama worksheet diisi, kemudian di-klik OK maka akan terbuka Halaman
Method, lalu di-klik Edit Method
15. Di-klik elemen yang akan dianalisa yaitu “Ni dan Cr“
16. Dipilih panjang gelombang yang sesuai (panjang gelombang (λ) 230.299 nm
untuk Ni dan panjang gelombang (λ) 283.563 nm untuk Cr).
17. Masih pada halaman“Edit Method”, di-klik :“Standards“
18. Dimasukkan jumlah deret standar, Unit Concentrasi dan konsentrasi masingmasing standarnya.
19. Di-klik “Close” pada halaman Edit Method
20. Di-klik Yes untuk menyimpan
21. Kembali ke halaman ICP Expert II, di-klik “Sequence“
Universitas Sumatera Utara
22. Dipilih Sample Source Manual
23. Akan muncul kolom, pada kolom ini kemudian diisikan masing-masing nama
sampel.
24. Kemudian di-klik “Analysis“
25. Baris standar atau sampel yang akan dibaca dikuningkan (di block kuning)
26. Dinyalakan plasma dengan di-klik ikon Plasma On, ditunggu 1 menit sampai
Plasma menyala
27. Di-klik Start Analysis untuk memulai pembacaan
28. Dimasukkan blank ketika muncul perintah “Present Blank”
29. Dimasukkan Standard 1 ketika muncul perintah “Present Standard 1”
30. Dimasukkan Standard 2 ketika muncul perintah “Present Standard 2”
31. Diulangi sampai semua standar terbaca
32. Ketika muncul perintah “Present Sample” dimasukkan sampel 1
33. Diulangi sampai semua sampel terbaca dan muncul keterangan “Auto Run
Completed”, di-klik OK.
34. Di- klik Pumfast selama 2 menit
35. Dimatikan Plasma dengan ikon Plasma OFF
36. Untuk mencetak hasil, di-klik File, lalu di-klik Report Setting lalu di-klik
Print preview dan di-klik Print
37. Ditutup kembali halaman Print Preview untuk kembali ke halaman analysis.
38. Untuk mengakhiri penggunaan ICP, di-klik File, lalu di-klik Close
39. “Water Cooler“ dimatikan setelah 5 menit plasma mati
Universitas Sumatera Utara
40. Software ICP dikeluarkan dengan menu Exit.
41. ICP dimatikan setelah 10 menit water cooler mati.
42. Breaker untuk supply listrik ICP dan Water Cooler dimatikan.
43. Komputer dimatikan.
44. Gas argon ditutup.
3.8
Analisis Data
Semua data dipresentasikan dalam bentuk rerata ± simpangan baku (rata–rata SD).
Dilakukan uji normalitas dan homogenitas data. Apabila data terdistribusi normal dan
homogen dilakukan uji statistik ANOVA untuk melihat perbedaan signifikan antara
waktu perendaman pada braket SS bernikel dan braket SS nickel-free. Untuk melihat
perbedaan ion nikel pada braket SS bernikel dengan braket SS nickel-free dan juga
untuk melihat perbedaan ion kromium pada braket SS bernikel dengan braket SS
nickel-free digunakan uji statistik T-test.
Jika data tidak terdistribusi dengan normal dan atau tidak homogen, maka akan
dilakukan transformasi data. Kemudian diuji lagi normalitas dan homogenitas data.
Apabila data masih tidak normal distribusinya atau tidak homogen maka diuji dengan
uji Kruskal-Wallis. Untuk melihat perbedaan ion nikel dan kromium pada braket SS
bernikel dengan braket SS nickel-fre menggunakan uji Mann Whitney. Semua analisa
data dilakukan dengan menggunakan SPSS 17.0.
3.9 Jadwal Penelitian
Universitas Sumatera Utara
Keseluruhan kegiatan penelitian ini dari persiapan sampai pada penulisan
hasil penelitian adalah sekitar 6 bulan (bulan Mei 2015 - Oktober 2015). Urutan
kegiatan dan jadwal pelaksanaan secara lengkap dapat dilihat pada tabel 3.2 berikut :
Tabel 3.2 Jadwal Pelaksanaan Proses Penelitian
Universitas Sumatera Utara
BULAN
KEGIATAN
Persiapan
- Pengujian kandungan unsur braket
- Orientasi alat penelitian ICP
- Pembelian saliva buatan
Pelaksanaan
- Persiapan alat-alat dan bahan-bahan
penelitian
- Pemilihan sampel braket
- Perendaman sampel braket ke tiaptiap tabung reaksi yang sudah
dimasukkan saliva buatan sesuai
ukuran.
- Tabung reaksi dimasukkan ke dalam
inkubator.
- Sesudah 1,2,3 dan 4 minggu larutan
saliva buatan dari seluruh kelompok
diambil untuk diperiksa.
- Sampel dipreparasi
- Pembuatan larutan blanko dan larutan
standar nikel dan kromium
Pengamatan / Pengujian
- Konsentrasi nikel dan kromium pada
sampel saliva buatan diukur dengan
ICP.
- Hasil pengukuran konsentrasi nikel
dan kromium di print
Analisa Data
- Dilakukan analisa statistik dengan
SPSS
Penulisan
- Penulisan hasilpenelitian
- Penulisan pembahasan
- Penulisan kesimpulan dan saran
Bulan
Ke-1
Bulan
Ke-2
Bulan
Ke-3
Bulan
Ke-4
Bulan
Ke-5
Bulan
Ke-6
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL PENELITIAN
Dari penelitian untuk menguji analisa kandungan unsur dengan menggunakan
X-Ray Fluoresence (XRF) terlihat bahwa kandungan nikel pada braket dari braket SS
bernikel sebesar 4.44 % dan pada braket SS nickel-free
0.53 %, sedangkan
kandungan kromium pada braket SS bernikel sebesar 13.81 %, dan pada braket SS
nickel-free 17.31 %, seperti tertera pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil pengujian analisa kandungan unsur braket dengan XRF
Kandungan Unsur
No
Braket
Ni
Cr
Fe
(%)
(%)
(%)
1. Braket SS bernikel
4.44
13.81
77.48
2. Braket SS nickel-free
0.53
17.31
78.96
dll
(%)
4.27
3.2
Pembuatan kurva kalibrasi larutan standar logam nikel dan kromium dilakukan
dengan membuat larutan standar dengan berbagai konsentrasi yaitu pada pengukuran
0.5, 1, 2 dan 3 ppm kemudian diukur intensitasnya dengan alat ICP. Data pengukuran
larutan standar nikel dapat dilihat pada tabel 4.2, dan data pengukuran larutan standar
kromium dapat dilihat pada tabel 4.3.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Pengukuran larutan standar nikel
Konsentrasi
Intensitas
Larutan Standar
(ppm)
(c/s)
0.500
313.956
Standar 1
Standar 2
1.000
648.715
Standar 3
2.000
1247.32
Standar 4
3.000
1878.09
Dari data tersebut dapat dibuat kurva:
intensitas (c/s)
2000
1500
1000
y = 626,4x + 1,2
Y-Values
500
Linear (Y-Values)
0
0
2
4
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4.1 Kurva kalibrasi larutan standar nikel
Tabel 4.3 Pengukuran larutan standar kromium
Konsentrasi
Intensitas
Larutan Standar
(ppm)
(c/s)
0.500
2272.14
Standar 1
Standar 2
1.000
4542.26
Standar 3
2.000
8823.92
Standar 4
3.000
13281.8
Universitas Sumatera Utara
Intensitas (c/s)
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Y-Values
y = 4428,9 x + 9,2
Linear (Y-Values)
0
2
4
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4.2 Kurva kalibrasi larutan standar kromium
Nilai rerata pelepasan ion nikel setelah perendaman 1,2,3 dan 4 minggu
disajikan dalam tabel 4.4 dan pelepasan ion kromium disajikan dalam tabel 4.5
Tabel 4.4 Nilai rerata pelepasan ion nikel setelah perendaman pada minggu ke-1, 2, 3
dan 4 minggu dalam saliva buatan
Bahan
n
Perendaman
Braket SS bernikel
X ± SD
(ppm)
Braket SS nickel-free
X ± SD
(ppm)
Minggu - 1
5
0.1336 ± 0,006
0.0190 ± 0.0033
Minggu - 2
5
0.2054 ± 0,010
0.0254 ± 0.0042
Minggu - 3
5
0.2466 ± 0,008
0.0293 ± 0.0018
Minggu - 4
5
0.2685 ± 0,006
0.0349 ± 0.0025
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Nilai rerata pelepasan ion kromium setelah perendaman pada minggu ke-1,
2, 3 dan 4 minggu dalam saliva buatan
Bahan
n
Perendaman
Braket SS bernikel
X ± SD
(ppm)
Braket SS nickel-free
X ± SD
(ppm)
Minggu - 1
5
0.0055 ± 0,0008
0.0028 ± 0.0005
Minggu - 2
5
0.0137 ± 0,0003
0.0083 ± 0.0004
Minggu - 3
5
0.0153 ± 0,0006
0.0100 ± 0.0011
Minggu - 4
5
0.0184 ± 0,0011
0.0140 ± 0.0004
Untuk mengetahui distribusi normal dari pelepasan ion nikel dan kromium yang
diperoleh dilakukan uji normalitas Shapiro-Wilk Test. Hasilnya menunjukkan bahwa
data pada pelepasan ion nikel dan kromium braket SS bernikel dan braket SS nickelfree terdistribusi normal dengan nilai kemaknaan p
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang dilakukan secara in
vitro.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
3.2.1 Tempat Penelitian
Pelaksanaan analisa kandungan unsur dari braket dengan XRF dilakukan di
Laboratorium Sentra Teknologi Polimer (STP), Tangerang. Pelaksanaan proses
perendaman dan pengujian menggunakan mesin ICP dilakukan di Laboratorium
Kesehatan Daerah, Medan.
3.2.2 Waktu Penelitian
Pelaksanaan penelitian diperkirakan selama 6 bulan, dimulai dari bulan Mei
sampai Oktober 2015.
3.3 Sampel dan Besar Sampel Penelitian
3.3.1 Sampel Penelitian
Sampel pada penelitian ini adalah braket SS setengah lengkung maksila (braket
I1, I2, C, P1 dan P2) yaitu: braket SS bernikel (Protect, China) dan braket SS nickelfree (Orthoclassic, Jerman).
Kriteria inklusi dari sampel penelitian :
1. Sudah diuji komposisinya.
Universitas Sumatera Utara
2. Braket belum pernah digunakan.
Kriteria eksklusi dari sampel penelitian :
1. Braket cacat/rusak
3.3.2 Besar Sampel
Pada penelitian ini digunakan perhitungan besar sampel mengikuti metode
Frederer dengan rumus sebagai berikut berdasarkan rumus berikut (Hanafiah, 2003):
(t-1) (r-1) ≥ 15
Keterangan :
t = jumlah perlakuan
r = jumlah ulangan
dalam rumus ini akan digunakan t = 8, karena menggunakan 8 kelompok perlakuan,
maka jumlah sampel (r) minimal tiap kelompok ditentukan sebagai berikut:
(t-1) (r -1) ≥ 15
(7-1) (r -1) ≥ 15
7r ≥ 22
r ≥ 3,1
Dari hasil di atas, jumlah sampel minimal untuk tiap kelompok adalah sebanyak
3 sampel, pada penelitian ini diambil 5 sampel pada tiap kelompok, sehingga jumlah
sampel 40 sampel.
Universitas Sumatera Utara
3.4 Variabel Penelitian
3.4.1 Variabel Bebas
1. Braket SS bernikel (Protect, Cina) dan braket SS nickel-free (Orthoclassic,
Jerman).
3.4.2 Variabel Terikat
1. Jumlah ion nikel yang terlepas
2. Jumlah ion kromium yang terlepas
3.4.3 Variabel Terkendali
1. Suhu perendaman saliva buatan (Inkubator 37 °C)
2. Waktu perendaman sampel braket
dan pelepasan ion pada 1,2,3 dan 4
minggu
3. Saliva buatan dengan pH 6,75
4. Jenis braket
3.4.4 Variabel Tak Terkendali
1. Metode pembuatan braket
Universitas Sumatera Utara
3.5 Definisi Operasional Variabel Penelitian
Tabel 3.1 Definisi Operasional Variabel Penelitian, Alat Ukur, dan Satuan Ukuran
Variabel
Variabel Bebas:
1. Braket SS
bernikel (Protect,
Cina) dan braket
SS nickel-free
(Orthoclassic,
Jerman)
Defenisi Operasional
Variabel Terkendali:
1.Inkubator
2.Waktu
perendaman
3. pH saliva buatan
4. Jenis braket
Variabel Tak
Terkendali:
1. Metode
pembuatan braket
Skala
Ukur
ICP
Numerik
ICP
Numerik
1.Braket SS yang terbuat dari
logam SS yang digunakan
dalam perawatan ortodonti.
Variabel Terikat:
1. Ion nikel yang 1.Konsentrasi/ kadar ion nikel
terlepas.
yang dilepaskan oleh braket SS
bernikel dan nickel-free yang
terlarut dalam saliva buatan.
2. Ion kromium
yang terlepas.
Alat Ukur
2.Konsentrasi / kadar ion
kromium yang dilepaskan oleh
braket SS bernikel dan nickelfree yang terlarut dalam saliva
buatan.
1.Suatu alat yang berbentuk
kotak/kamar yang digunakan
untuk menjaga agar suhu
perendaman tetap pada kisaran
37 °C.
2.Waktu yang digunakan untuk
merendam sampel ke dalam
saliva buatan, yaitu 1, 2, 3 dan
4 minggu.
3.pH saliva buatan yang
digunakan untuk merendam
sampel, yaitu pH 6,75.
4.Jenis braket yang didasarkan
pada bahan pembuat braket.
37 °C
Minggu
1, 2, 3 dan
4 minggu
pH meter
pH 6,75
1.Cara produsen dalam
pembuatan braket ortodonti
Universitas Sumatera Utara
3.6. Alat dan Bahan Penelitian
3.6.1 Alat Penelitian
1. Alat XRF untuk menguji komposisi kandungan unsur braket
2. pH meter
3. Pipet ukur
4. Tabung reaksi
5. Pinset
6. Inkubator dengan temperatur 37 °C
7. Alat ukur konsentrasi ion logam ICP
3.6.2 Bahan Penelitian
1. Braket SS setengah lengkung maksila (braket I1, I2, C, P1 dan P2).
2. Saliva buatan komposisi Fusayama (hal 16) dengan pH 6,75
3. Aluminium foil
Gambar 3.1 Braket bernikel (Protect)
Gambar 3.2 Braket nickel-free (Orthoclassic)
Universitas Sumatera Utara
3.7 Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini merupakan kombinasi dari penelitian Park dan Lee (1989) yang
mengukur kadar pelepasan dalam simulasi peranti ortodonti yang mencakup separuh
lengkung mandibula dan penelitian Sfondrini dkk (2008) yang meneliti pelepasan ion
kromium pada braket stainless steel konvensional, recycled dan braket stainless steel
nickel-free.
3.7.1 Persiapan Penelitian
1. Sampel braket dipilih setengah lengkung maksila (braket I1, I2, C, P1, P2) dari
braket SS bernikel dan braket SS nickel-free.
2. Sampel braket kemudian dimasukkan dalam tabung reaksi yang berisi saliva
buatan dengan pH 6,75. Tiap 1 tabung reaksi terdiri dari 5 sampel braket dengan
larutan saliva buatan 25 ml. Tabung reaksi disimpan dalam inkubator dengan
temperatur dijaga 37 °C (gambar 3.3).
3. Pada minggu ke-1, 2, 3 dan 4, sampel larutan saliva buatan dari tiap tabung
dari seluruh kelompok diambil untuk diperiksa pelepasan ion nikel dan kromium
melalui Inductively Couple Plasma (ICP).
Gambar 3.3 Sampel dalam tabung reaksi dimasukkan ke inkubator
Universitas Sumatera Utara
3.7.2 Tahap Uji menggunakan ICP
Preparasi Sampel
a. Dimasukkan 25 ml larutan sampel yang sudah dikocok sampai homogen ke
dalam beaker glass 50 ml.
b. Ditambahkan 5 ml asam nitrat pekat.
c. Dipanaskan perlahan-lahan dengan menggunakan pemanas listrik hingga sisa
volume saliva buatan ± 15 ml.
d. Larutan saliva buatan didinginkan dan dipindahkan ke dalam gelas ukur 50
ml, bilas beaker glass dengan aqua destilasi 3 x, lalu dimasukkan ke dalam gelas
ukur, sampai batas 25 ml.
e. Kemudian disaring menggunakan kertas saring Whatman 41, larutan siap
dianalisa dengan menggunakan alat ICP.
Pembuatan larutan blanko
Dibuat blanko berupa 25 ml aqua destilasi yang diasamkan dengan asam nitrat
pekat hingga pH 2.
Pembuatan larutan standar Ni dan Cr 100 ppm
a. Dipipet 10 ml larutan induk Ni dan Cr 1000 ppm ke dalam labu ukur 100 ml
dan ditepatkan dengan aqua destilasi sampai tanda batas.
Pembuatan larutan standar Ni dan Cr 10 ppm
a. Dipipet 10 ml larutan Ni dan Cr 100 ppm ke dalam labu ukur 100 ml dan
ditepatkan dengan aqua destilasi sampai tanda batas.
Universitas Sumatera Utara
Pembuatan larutan standar Ni dan Cr 0.5 ; 1 ; 2 ; 3 ppm
a. Dipipet 5, 10, 20, 30 ml larutan baku Ni dan Cr 10 ppm masing-masing ke
dalam labu ukur 100 ml dan ditepatkan dengan aqua destilasi sampai tepat tanda batas
sehingga didapat konsentrasi Ni dan Cr.
Prosedur dan Pembuatan Kurva Kalibrasi
a. Diukur masing-masing intensitas larutan standar Ni dan Cr 0.5; 1; 2; 3 ppm
dengan ICP pada panjang gelombang (λ) 230.299 nm untuk Ni dan panjang
gelombang (λ) 283.563 nm untuk Cr.
Pengukuran Konsentrasi Sampel
Hasil preparasi sampel diukur dengan ICP pada panjang gelombang (λ) 230.299
nm. untuk Ni dan panjang gelombang (λ) 283.563 nm untuk analisa Cr.
Instruksi Kerja ICP
Dioptimalkan ICP sesuai dengan petunjuk penggunaan alat, kemudian diukur
masing-masing larutan kerja yang telah dibuat dan kurva kalibrasinya dibuat untuk
mendapatkan persamaan garis regresi. Kemudian dilanjutkan dengan pengukuran
sampel saliva buatan yang telah disiapkan dengan alat ICP.
Adapun instruksi kerja menggunakan ICP adalah sbb:
1. Tabung gas dibuka dan dipastikan tekanan menuju ke ICP 80-90 Psi.
2. Exhaust System dihidupkan
3. Handle diputar ke posisi on
4. ICP dihidupkan
Universitas Sumatera Utara
5. PC dihidupkan dan dipilih ICP Expert II dengan double klik pada ikon ICP
Expert II
6. Ikon Instrument di-klik
7. Water Cooler dihidupkan, ditunggu 2-5 menit agar stabil pada 24°C
8. Pada halaman instrument setup, dipilih Argon OK, Water Cooler Flow OK
9. Ujung selang penghisap sampel ditempatkan pada aquadest
10. Plasma dinyalakan dengan klik ikon Plasma On, ditunggu hingga plasma
menyala.
11. Halaman Instrument Setup ditutup
12. Worksheet di halamanICP Expert II di-klik.
13. Di-klik new, lalu di-klik pada server Varian, dipilih VAIMD_Sample
14. Nama worksheet diisi, kemudian di-klik OK maka akan terbuka Halaman
Method, lalu di-klik Edit Method
15. Di-klik elemen yang akan dianalisa yaitu “Ni dan Cr“
16. Dipilih panjang gelombang yang sesuai (panjang gelombang (λ) 230.299 nm
untuk Ni dan panjang gelombang (λ) 283.563 nm untuk Cr).
17. Masih pada halaman“Edit Method”, di-klik :“Standards“
18. Dimasukkan jumlah deret standar, Unit Concentrasi dan konsentrasi masingmasing standarnya.
19. Di-klik “Close” pada halaman Edit Method
20. Di-klik Yes untuk menyimpan
21. Kembali ke halaman ICP Expert II, di-klik “Sequence“
Universitas Sumatera Utara
22. Dipilih Sample Source Manual
23. Akan muncul kolom, pada kolom ini kemudian diisikan masing-masing nama
sampel.
24. Kemudian di-klik “Analysis“
25. Baris standar atau sampel yang akan dibaca dikuningkan (di block kuning)
26. Dinyalakan plasma dengan di-klik ikon Plasma On, ditunggu 1 menit sampai
Plasma menyala
27. Di-klik Start Analysis untuk memulai pembacaan
28. Dimasukkan blank ketika muncul perintah “Present Blank”
29. Dimasukkan Standard 1 ketika muncul perintah “Present Standard 1”
30. Dimasukkan Standard 2 ketika muncul perintah “Present Standard 2”
31. Diulangi sampai semua standar terbaca
32. Ketika muncul perintah “Present Sample” dimasukkan sampel 1
33. Diulangi sampai semua sampel terbaca dan muncul keterangan “Auto Run
Completed”, di-klik OK.
34. Di- klik Pumfast selama 2 menit
35. Dimatikan Plasma dengan ikon Plasma OFF
36. Untuk mencetak hasil, di-klik File, lalu di-klik Report Setting lalu di-klik
Print preview dan di-klik Print
37. Ditutup kembali halaman Print Preview untuk kembali ke halaman analysis.
38. Untuk mengakhiri penggunaan ICP, di-klik File, lalu di-klik Close
39. “Water Cooler“ dimatikan setelah 5 menit plasma mati
Universitas Sumatera Utara
40. Software ICP dikeluarkan dengan menu Exit.
41. ICP dimatikan setelah 10 menit water cooler mati.
42. Breaker untuk supply listrik ICP dan Water Cooler dimatikan.
43. Komputer dimatikan.
44. Gas argon ditutup.
3.8
Analisis Data
Semua data dipresentasikan dalam bentuk rerata ± simpangan baku (rata–rata SD).
Dilakukan uji normalitas dan homogenitas data. Apabila data terdistribusi normal dan
homogen dilakukan uji statistik ANOVA untuk melihat perbedaan signifikan antara
waktu perendaman pada braket SS bernikel dan braket SS nickel-free. Untuk melihat
perbedaan ion nikel pada braket SS bernikel dengan braket SS nickel-free dan juga
untuk melihat perbedaan ion kromium pada braket SS bernikel dengan braket SS
nickel-free digunakan uji statistik T-test.
Jika data tidak terdistribusi dengan normal dan atau tidak homogen, maka akan
dilakukan transformasi data. Kemudian diuji lagi normalitas dan homogenitas data.
Apabila data masih tidak normal distribusinya atau tidak homogen maka diuji dengan
uji Kruskal-Wallis. Untuk melihat perbedaan ion nikel dan kromium pada braket SS
bernikel dengan braket SS nickel-fre menggunakan uji Mann Whitney. Semua analisa
data dilakukan dengan menggunakan SPSS 17.0.
3.9 Jadwal Penelitian
Universitas Sumatera Utara
Keseluruhan kegiatan penelitian ini dari persiapan sampai pada penulisan
hasil penelitian adalah sekitar 6 bulan (bulan Mei 2015 - Oktober 2015). Urutan
kegiatan dan jadwal pelaksanaan secara lengkap dapat dilihat pada tabel 3.2 berikut :
Tabel 3.2 Jadwal Pelaksanaan Proses Penelitian
Universitas Sumatera Utara
BULAN
KEGIATAN
Persiapan
- Pengujian kandungan unsur braket
- Orientasi alat penelitian ICP
- Pembelian saliva buatan
Pelaksanaan
- Persiapan alat-alat dan bahan-bahan
penelitian
- Pemilihan sampel braket
- Perendaman sampel braket ke tiaptiap tabung reaksi yang sudah
dimasukkan saliva buatan sesuai
ukuran.
- Tabung reaksi dimasukkan ke dalam
inkubator.
- Sesudah 1,2,3 dan 4 minggu larutan
saliva buatan dari seluruh kelompok
diambil untuk diperiksa.
- Sampel dipreparasi
- Pembuatan larutan blanko dan larutan
standar nikel dan kromium
Pengamatan / Pengujian
- Konsentrasi nikel dan kromium pada
sampel saliva buatan diukur dengan
ICP.
- Hasil pengukuran konsentrasi nikel
dan kromium di print
Analisa Data
- Dilakukan analisa statistik dengan
SPSS
Penulisan
- Penulisan hasilpenelitian
- Penulisan pembahasan
- Penulisan kesimpulan dan saran
Bulan
Ke-1
Bulan
Ke-2
Bulan
Ke-3
Bulan
Ke-4
Bulan
Ke-5
Bulan
Ke-6
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL PENELITIAN
Dari penelitian untuk menguji analisa kandungan unsur dengan menggunakan
X-Ray Fluoresence (XRF) terlihat bahwa kandungan nikel pada braket dari braket SS
bernikel sebesar 4.44 % dan pada braket SS nickel-free
0.53 %, sedangkan
kandungan kromium pada braket SS bernikel sebesar 13.81 %, dan pada braket SS
nickel-free 17.31 %, seperti tertera pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil pengujian analisa kandungan unsur braket dengan XRF
Kandungan Unsur
No
Braket
Ni
Cr
Fe
(%)
(%)
(%)
1. Braket SS bernikel
4.44
13.81
77.48
2. Braket SS nickel-free
0.53
17.31
78.96
dll
(%)
4.27
3.2
Pembuatan kurva kalibrasi larutan standar logam nikel dan kromium dilakukan
dengan membuat larutan standar dengan berbagai konsentrasi yaitu pada pengukuran
0.5, 1, 2 dan 3 ppm kemudian diukur intensitasnya dengan alat ICP. Data pengukuran
larutan standar nikel dapat dilihat pada tabel 4.2, dan data pengukuran larutan standar
kromium dapat dilihat pada tabel 4.3.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Pengukuran larutan standar nikel
Konsentrasi
Intensitas
Larutan Standar
(ppm)
(c/s)
0.500
313.956
Standar 1
Standar 2
1.000
648.715
Standar 3
2.000
1247.32
Standar 4
3.000
1878.09
Dari data tersebut dapat dibuat kurva:
intensitas (c/s)
2000
1500
1000
y = 626,4x + 1,2
Y-Values
500
Linear (Y-Values)
0
0
2
4
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4.1 Kurva kalibrasi larutan standar nikel
Tabel 4.3 Pengukuran larutan standar kromium
Konsentrasi
Intensitas
Larutan Standar
(ppm)
(c/s)
0.500
2272.14
Standar 1
Standar 2
1.000
4542.26
Standar 3
2.000
8823.92
Standar 4
3.000
13281.8
Universitas Sumatera Utara
Intensitas (c/s)
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Y-Values
y = 4428,9 x + 9,2
Linear (Y-Values)
0
2
4
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4.2 Kurva kalibrasi larutan standar kromium
Nilai rerata pelepasan ion nikel setelah perendaman 1,2,3 dan 4 minggu
disajikan dalam tabel 4.4 dan pelepasan ion kromium disajikan dalam tabel 4.5
Tabel 4.4 Nilai rerata pelepasan ion nikel setelah perendaman pada minggu ke-1, 2, 3
dan 4 minggu dalam saliva buatan
Bahan
n
Perendaman
Braket SS bernikel
X ± SD
(ppm)
Braket SS nickel-free
X ± SD
(ppm)
Minggu - 1
5
0.1336 ± 0,006
0.0190 ± 0.0033
Minggu - 2
5
0.2054 ± 0,010
0.0254 ± 0.0042
Minggu - 3
5
0.2466 ± 0,008
0.0293 ± 0.0018
Minggu - 4
5
0.2685 ± 0,006
0.0349 ± 0.0025
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Nilai rerata pelepasan ion kromium setelah perendaman pada minggu ke-1,
2, 3 dan 4 minggu dalam saliva buatan
Bahan
n
Perendaman
Braket SS bernikel
X ± SD
(ppm)
Braket SS nickel-free
X ± SD
(ppm)
Minggu - 1
5
0.0055 ± 0,0008
0.0028 ± 0.0005
Minggu - 2
5
0.0137 ± 0,0003
0.0083 ± 0.0004
Minggu - 3
5
0.0153 ± 0,0006
0.0100 ± 0.0011
Minggu - 4
5
0.0184 ± 0,0011
0.0140 ± 0.0004
Untuk mengetahui distribusi normal dari pelepasan ion nikel dan kromium yang
diperoleh dilakukan uji normalitas Shapiro-Wilk Test. Hasilnya menunjukkan bahwa
data pada pelepasan ion nikel dan kromium braket SS bernikel dan braket SS nickelfree terdistribusi normal dengan nilai kemaknaan p